محققان موفق به ساخت سیستم دوربینی شده اند که صدا را با استفاده از ارتعاشات بازسازی می کند

محققان دانشگاه کارنگی ملون (Carnegie Mellon) یک سیستم دوربین پیاده سازی کرده اند که ارتعاشات ایجاد شده توسط امواج صدا را با دقت بالایی تشخیص دهد و با استفاده از آن میتواند صدا را بدون هیچ گیرنده و یا میکروفن بازسازی کند.

یک تیم از مدرسه رباتیک دانشکده علوم کامپیوتر این دانشگاه، سیستمی طراحی کرده اند که با استفاده از دو دوربین و یک لیزر، توانایی تشخیص ارتعاشات پر سرعت با دامنه کوتاه سطوح را دارست، که چشم انسان توانایی تشخیص آن را ندارد.

این سیستم به جای دوربین های پر سرعت استفاده شده در تحقیقات گذشته، از دوربین های معمولی استفاده می کند، که هزینه های آن را کاهش می دهد.

به گفته Srinivasa Narasimhan پروفسور مدرسه رباتیک، و مدیر آزمایشگاه روشنایی و تصویربرداری: ما میکروفن های اپتیکال را بسیار کاربردی تر و قابل استفاده تر کرده ایم، ما توانسته ایم کیفیت را افزایش دهیم و در عین حال مخارج را پایین آورده ایم.

به گفته Matthew O'Toole یکی از منتشر کنندگان این تحقیقات، این سیستم میتواند مرز های کارایی دیدکامپیوتری (computer vision) را گسترش دهد. این مکانیزم جدید ارتعاشات پر سرعا و ریز را ضبط می کند و زمینه جدیدی برای تحقیقات ایجاد می کند.

این سیستم با استفاده از الگوریتمی، الگوی های نقطه ای  ضبظ شده توسط یک شاتر چرخشی و یک شاتر گلوبال را با یک دیگر مقایسه می کند،  با استفاده از تفاوت های بین الگو ها ارتعاشات را محاسبه کرده و صدای تولید شده را باز سازی می کند.

روش عمل شاتر گلوبال و شاتر خرچشی

الگوی های نقطه ای یا speckle pattern که در این آزمایش توسط نور لیزر ایجاد شده اند، به حرکت ها و رفتار نور منسجم پس از بازتاب از یک سطح نا هموار گفته می شود. این حرکات تحت تاثیر ارتعاشات ایجاد شده بر روی سطوح توسط صدا قرار میگیرد.

شاتر چرخشی یک تصویر را به سرعت سرتاسر اسکن می کند، در حالی که یک شاترگلوبال، همزمان تصویر را به طور کامل ضبط می کند.

الگوی نقطه ای

محققان ادعا دارند که با استفاده از این سیستم توانسته اند صدای چندین گیتار که به طور همزمان نواخته شده اند را از یکدیگر  تفکیک کنند.

این سیستم همچنین با بررسی یک بسته بندی چیپس توانسته ارتعاشات ایجاد شده بر روی سطح آن توسط یک اسپیکر را با دقتی بسیار بالاتر از میکروفن های اپتیکال نسل های گذشته تشخیص دهد.

به گفته محققان، این تکنولوژی کاربردهای بالقوه بسیاری دارد. به طور مثال این سیستم میتواند ارتعاشات یک ماشین و دستگاه های یک کارخانه را تحت نظر داشته باشد تا نشانه های ایرادات را تشخیص دهد. مهندسان صدا نیز میتوانند صدای ابزار موسیقی را ایزوله کرده تا کیفیت میکس را افزایش دهند. در واقع این سیستم میتواند به از بین بردن نویز محیط در حین ضبط صدا کمک کند.